專利名稱：致動器以及包括致動器的渦輪增壓器的廢氣再循環(huán)閥，廢氣門或可變截面渦輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致動器以及包括這種致動器的渦輪增壓器的廢氣再循環(huán)閥，廢氣門或可變截面渦輪裝置。在內(nèi)燃機領(lǐng)域，把廢氣再循環(huán)到新鮮空氣側(cè)作為操作狀態(tài)以減少燃料的消耗和污染物的排放的功能是眾所周知的。在這方面相關(guān)的閥門可設(shè)置有能平移的挺桿或通過連桿啟動的閥瓣，盡管，對于致動器來說設(shè)置旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動器可能有利。這些可以同樣的方式應(yīng)用在廢氣渦輪增壓器的廢氣門和/或可變截面渦輪裝置，即通過能平移的挺桿來調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
EP1111227A2公開了一種廢氣再循環(huán)閥，其中，驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成閥元件的平移運動。至少在開啟操作的初始階段，旋轉(zhuǎn)運動就傳遞給了閥元件。EP1526271A1涉及一種廢氣再循環(huán)閥，其中，驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成閥元件的往復(fù)運動，并且，閥元件在開啟操作過程中可隨驅(qū)動器元件旋轉(zhuǎn)，但并不是強制性的。旋轉(zhuǎn)運動實質(zhì)上是通過從動“螺桿”轉(zhuǎn)換成往復(fù)運動，從動“螺桿”具有與一固定但可旋轉(zhuǎn)的輪嚙合的螺紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種尤其是就其操作特點而改進的致動器。權(quán)利要求1所述的致動器解決了該問題。該致動器包括驅(qū)動器，至少一個可旋轉(zhuǎn)螺紋元件，和至少一個受平移驅(qū)動的輸出元件。優(yōu)選地，致動器的驅(qū)動器設(shè)計為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，但并不限于此。可旋轉(zhuǎn)螺紋元件比如可以是包括螺紋，螺紋的一部分或另一螺紋元件的螺桿。該螺桿可稱為“蝸桿”。平移驅(qū)動的輸出元件與螺桿以下面的方式嚙合，即螺桿通過旋轉(zhuǎn)引起輸出元件的平移運動。輸出元件比如可以是從閥挺桿突出的部分，輪子或從輪子突出的輥子，并與螺桿嚙合，或是具有配合螺紋的元件。根據(jù)本發(fā)明，螺紋元件具有至少兩個螺距不同的區(qū)域。換句話說，在某些區(qū)域的螺紋比其他區(qū)域的螺紋更細或更粗。小螺距可以傳遞更大的初始力，并伴隨更大的旋轉(zhuǎn)移動。 這種相對較大的力比如可用于閥開啟運動的開始階段，以施加非常大的力，從而比如使粘合的接頭松開。接頭松開后，力就減小了，從而該區(qū)域的螺紋可以較粗。需要指出的是，舉例來說，閥行程頭一毫米比如可產(chǎn)生400到250-300牛的力，而該力在閥行程余下的區(qū)域內(nèi)在200到300牛的范圍內(nèi)。較細的區(qū)域比如可對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)為40°到70°。另外，較粗區(qū)域的過渡并不一定要是彎曲的形式，也可以是比如90°到100°的平緩曲線的形式。換句話說，設(shè)置螺距從細的區(qū)域到粗的區(qū)域不斷增加或在反方向上減少的區(qū)域。螺紋元件旋轉(zhuǎn)的整個范圍比如可以是300°到500°或者更多。螺紋元件的旋轉(zhuǎn)軸相對輸出元件的平移軸傾斜。從截面方面來說，兩個軸相互傾
3斜。實質(zhì)上就是力在螺紋元件和輸出元件之間以相對螺紋元件的接觸面非傾斜的方向上傳遞，或至少未達到大的程度。如果螺紋元件的旋轉(zhuǎn)軸和輸出元件的平移軸相互平行，則力通常通過相對輸出元件的平移軸傾斜的表面從螺桿傳遞到輸出元件。這意味著比如最后作為氣壓的輸出元件施加的直線力可引起螺紋元件旋轉(zhuǎn)，從而造成閥元件意外的移動。在根據(jù)本發(fā)明的致動器中，輸出元件的平移軸和螺紋元件的旋轉(zhuǎn)軸之間的這種傾斜度可減少，這樣，螺紋元件的旋轉(zhuǎn)需要更大的力。在實際應(yīng)用中，這基本上可防止閥由于氣體力意外移動。附加的權(quán)利要求中對優(yōu)選改進進行了說明。如上所述，如果螺紋起始段的螺距比其他區(qū)域的螺距小，可以特別有利的方式使用根據(jù)本發(fā)明的基本概念。螺紋的起始段可優(yōu)選對應(yīng)于開啟操作的開始階段，這樣，可在此處產(chǎn)生特別大的力。特別是，螺紋元件優(yōu)選具有與輸出元件比如上述突出部分或小輪的至少一部分相接觸的表面，該表面至少在螺紋的起點與輸出元件的平移軸基本垂直。由于這樣的配置，輸出元件施加的任何力以與上述表面基本垂直的方向作用于螺紋元件上并因此不會造成螺紋元件任何意外的旋轉(zhuǎn)。因此，這有利于確保廢氣再循環(huán)閥即使面對廢氣反壓尤其是再加上螺紋在起點相對較細的情況也不會意外打開。另外，根據(jù)本發(fā)明的致動器優(yōu)選與可平移并且不能旋轉(zhuǎn)的閥元件組合。因此，以有利的方式可減少開啟運動的響應(yīng)延遲以及受阻的發(fā)生。更優(yōu)選，輸出元件的部分與螺紋元件接觸的點至少與平移的閥元件的軸基本對齊。因此，這種由平移的閥元件和與其操作連接的輸出元件組成的配置中，不會對輸出元件及其導(dǎo)塊施加橫向或側(cè)向的力。從閥的連續(xù)操作來看，這是有利的。就上述方法需要指出的是，即使不相對上述平移軸傾斜，也會發(fā)揮其優(yōu)點，并由此不考慮傾斜情況也應(yīng)視為本申請的主題。然而，螺紋元件上相對所述閥元件的平移軸的接觸點的方向結(jié)合上述特征以及下面所述的所有特征是有利的。另外，閥元件優(yōu)選在相對廢氣壓延伸的方向上開啟。因此，廢氣反壓可有利地選用于輔助關(guān)閉閥門并因此使關(guān)閉狀態(tài)下的泄漏量最小。單級傳動裝置優(yōu)選設(shè)置在驅(qū)動器和螺紋元件之間。這種單級減速傳動裝置可提高閥的響應(yīng)特性，特別是因此減少摩擦并降低質(zhì)量慣性?；蛘撸搨鲃友b置還可以是兩級或多級傳動裝置，從而產(chǎn)生更大的力。另外，螺紋元件優(yōu)選與只能旋轉(zhuǎn)的彈簧元件至少間接連接，比如螺旋彈簧。這種彈簧元件可有利地用作確保即使在電氣系統(tǒng)出故障或停止的情況下閥關(guān)閉的“故障保險”
直ο另外，閥元件設(shè)置在其內(nèi)的閥套內(nèi)以一體設(shè)計，比如閥套為鑄套經(jīng)證實是有利的。 因此，零件的個數(shù)可有利地減少。最后，閥套優(yōu)選安裝有至少一個冷卻管道。因此，可對閥套進行冷卻，尤其是靠近閥挺桿的位置，從而可提高閥挺桿，挺桿密封和導(dǎo)塊的耐用性，并因此總體提高廢氣再循環(huán)閥的耐用性。除了廢氣再循環(huán)閥，還公開了根據(jù)本發(fā)明的至少一個致動器與廢氣渦輪增壓器的廢氣門和/或可變截面渦輪裝置組合的情況。與廢氣再循環(huán)閥和上述廢氣渦輪增壓器部件的組合情況可參考專利EP2172682A1，其中公開的關(guān)于致動器，廢氣再循環(huán)閥和/或稱為螺紋元件的螺紋元件的詳細說明并入本申請的主題中。對于廢氣渦輪增壓器的廢氣門和/或可變截面渦輪裝置，特別適用于以該申請人的名義在同一天申請的名為“用于廢氣門或可變截面渦輪裝置的致動器以及致動器在廢氣門或可變截面渦輪裝置中的應(yīng)用”。也就是說， 即使與閥特別是廢氣再循環(huán)閥使用時，上述申請公開的所有關(guān)于廢氣門，可變截面渦輪裝置和/或致動器詳細說明可用于根據(jù)本申請所述的致動器。


下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細說明，其中， 圖1為根據(jù)本發(fā)明的致動器的螺紋元件的側(cè)視圖；和
圖2為圖1所示螺紋元件的螺紋的展開圖。
具體實施例方式圖1為根據(jù)本發(fā)明的可繞軸10旋轉(zhuǎn)的致動器的螺紋元件18的側(cè)視圖。如圖所示， 螺紋元件18具有幾乎完整的螺紋12，其中，比如輥子以安裝的狀態(tài)設(shè)置并位于閥挺桿的上端。如果軸向引導(dǎo)閥挺桿并因此不能繞軸10旋轉(zhuǎn)，而螺紋元件18繞軸10旋轉(zhuǎn)，則螺紋元件18的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為挺桿的平移(往復(fù))運動。圖2示出了螺紋元件18在不同區(qū)域螺紋的螺距差異程度。在起始段(區(qū)域20)，螺距相對較小，這樣，比如在開啟運動的開始階段可在此產(chǎn)生非常大的力。接著是螺距不斷增加的區(qū)域22，從而產(chǎn)生了總體比20的螺距更大的區(qū)域M。盡管這意味著可傳遞的力較小， 但是該區(qū)域的往復(fù)運動則更快。需要說明的是，螺紋元件18還可以具有比圖1所示的幾乎完整的螺紋更多或更少的螺紋。另外，區(qū)域20到M的尺寸可與圖2所示的尺寸不同。
權(quán)利要求
1.致動器，包括驅(qū)動器，至少一個可旋轉(zhuǎn)螺紋元件(18)，和至少一個平移驅(qū)動的輸出元件，其特征在于，螺紋元件(18)具有至少兩個螺距不同的區(qū)域(20，22，M)，并且螺紋元件(18 )的旋轉(zhuǎn)軸(10 )相對輸出元件的平移軸傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致動器，其特征在于，螺紋在起始段(20)的螺距比其他區(qū)域 (22，24)的螺距小。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的致動器，其特征在于，螺紋元件(18)具有與輸出元件的至少一部分相接觸的表面，該表面至少在螺紋的起始段(20)與輸出元件的平移軸基本垂直。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的與只能平移不能旋轉(zhuǎn)的閥元件組合的致動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的致動器，其特征在于，輸出元件的至少一部分與螺紋元件 (18)接觸的點至少與平移的閥元件的平移軸基本對齊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的致動器，其特征在于，閥元件在相對廢氣壓延伸的方向上開啟ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的致動器，其特征在于，具有單級減速傳動裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7任一項所述的致動器，其特征在于，螺紋元件(18)與僅在閥致動后旋轉(zhuǎn)的彈簧元件相連。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述致動器，還包括一體的閥套。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的致動器，其特征在于，閥套具有至少一根冷卻管道。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到3任一項所述的與渦輪增壓器的廢氣門或可變截面渦輪裝置組合的致動器。
12.包括根據(jù)權(quán)利要求1到3任一項所述的致動器的廢氣渦輪增壓器的廢氣再循環(huán)閥， 廢氣門或可變截面渦輪裝置。
全文摘要
公開了一種包括驅(qū)動器，至少一個可旋轉(zhuǎn)螺紋元件(18)，和至少一個平移驅(qū)動的輸出元件的致動器，其特征在于，螺紋元件(18)具有至少兩個螺距不同的區(qū)域，并且其旋轉(zhuǎn)軸(10)相對輸出元件的平移軸傾斜。
文檔編號F02M25/07GK102400818SQ201110230578
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者伯恩哈德·克利普費爾, 克里斯托夫·蒂里 申請人:庫珀-標準汽車(德國)股份有限公司